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1. Información general sobre baterías de litio
¿Qué son las baterías de litio?
Una batería de litio es un dispositivo de almacenamiento de energía que utiliza compuestos de litio como base. Este término abarca una amplia gama de baterías diferentes, lo que significa que no existe una única "batería de litio", sino múltiples sistemas de almacenamiento que emplean litio en forma pura o combinado con otros elementos.
En general, se pueden clasificar las baterías de iones de litio en dos categorías: celdas primarias (no recargables) y celdas secundarias (recargables). En la mayoría de los contextos, cuando nos referimos a baterías de iones de litio, estamos hablando principalmente de las celdas secundarias, que son las más comunes en dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos.
Funcionamiento de las baterías de litio
Una batería de litio se compone de varias celdas, que varían en cantidad según la potencia necesaria. Cada celda incluye un ánodo (electrodo positivo) y un cátodo (electrodo negativo) separados por un electrolito que permite el movimiento de iones de litio entre ellos durante los ciclos de carga y descarga. La mayoría de las baterías de iones de litio utilizan un electrolito líquido para facilitar el transporte de iones. Un separador evita el contacto directo entre el ánodo y el cátodo, previniendo cortocircuitos.
Durante la descarga, los iones de litio se liberan en el ánodo y se trasladan al cátodo, cruzando el electrolito y el separador, mientras los electrones fluyen a través del circuito externo y generan la corriente eléctrica. Al recargar, este proceso se invierte, restaurando la energía en la celda.
La estructura y materiales de una batería de iones de litio dependen del tipo de sistema utilizado. En las baterías de polímero de litio, el electrolito es parte de una lámina de polímero, lo cual elimina la necesidad de un separador, aunque ofrece menor intensidad de descarga. Este diseño es ideal para dispositivos delgados como móviles y portátiles. En las celdas de capa delgada de litio, el electrolito es un gas conductor de iones, lo que permite el uso de litio en forma de metal y proporciona una alta densidad energética. Esta tecnología es un foco importante de investigación actual en baterías de litio debido a su potencial para aplicaciones avanzadas.
PROPIEDADES QUÍMICAS DE LAS BATERÍAS RECARGABLES DE IONES DE LITIO
En términos generales, una batería de litio se compone de tres elementos clave: el ánodo, el fluido electrolítico y el cátodo.
Ánodo: Generalmente, se utiliza grafito (C) como material anódico, que no está sujeto a etiquetado según el Reglamento CLP.
Cátodo: Existen diversos materiales utilizados para el cátodo. La composición específica del material del cátodo influye significativamente en propiedades como la vida útil, los tiempos de carga y el rendimiento general de la batería. Comúnmente, se emplean elementos como hierro, manganeso, cobalto o níquel.
Fluido electrolítico: Este componente está formado por un disolvente orgánico y una sal conductora. Aunque hay una variedad de disolventes posibles, el hexafluorofosfato de litio (LiPF6) es casi exclusivamente utilizado como sal conductora.
Fluido electrolítico = disolvente orgánico + sal conductora (LiPF6).
Aunque hay una amplia variedad de disolventes disponibles, el hexafluorofosfato de litio (LiPF6) se utiliza casi exclusivamente como sal conductora. La composición química específica de la mezcla de disolventes depende del fabricante. Los puntos de inflamación de sus componentes varían entre +160 °C y en ocasiones por debajo de 0 °C, lo que explica la inestabilidad térmica asociada a las baterías de litio. Además, la sal conductora incluye flúor (F) junto con otros componentes, y la liberación de ácido fluorhídrico (HF) en baterías dañadas puede crear situaciones de riesgo. Esto se suma al posible escape de otros gases tóxicos de fluoruro en caso de incendio.
Además de todos estos elementos que permiten el funcionamiento eléctrico de las baterías, existen componentes adicionales, como los venteos de seguridad. Estos están diseñados para liberar la presión y gases que se pueden generar durante un malfuncionamiento de la celda, evitando así una ruptura o explosión.
Mientras que la regulación europea REACH considera las baterías de iones de litio como productos, la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) las clasifica como mezclas peligrosas. En la práctica, muchos fabricantes de baterías, aunque no estén legalmente obligados, ofrecen Fichas de Datos de Seguridad que incluyen instrucciones para su manejo y detalles sobre la composición química de sus componentes.
Clasificación de las baterías de litio
Las baterías de litio se clasifican en base a su capacidad/potencia, aplicación y tecnología. Según la capacidad / potencia, se dividen en baja (hasta 2 g de litio o 100 Wh), media (más de 2 g de litio o 100 Wh hasta 12 kg) y alta (más de 2 g de litio o 100 Wh y más de 12 kg). En función de su aplicación, pueden ser estacionarias (en lugares fijos), tractoras (para vehículos industriales o eléctricos) o portátiles (en dispositivos móviles). En cuanto a la tecnología, existen baterías de ion de litio (Li-ion), polímero de litio (Li-Po), fosfato de hierro y litio (LiFePO4), titanato de litio (LTO) y sulfuro de litio (Li-S), cada una con sus propias características que determinan las medidas de seguridad a seguir.
¿QUÉ SON LAS BATERÍAS DE LITIO DE POTENCIA MEDIA?
Las baterías de litio de potencia media incluyen aquellos sistemas que contienen más de 2 g de litio y hasta 12 kg de peso bruto por batería, o que tienen una capacidad superior a 100 Wh hasta 12 kg de peso bruto por unidad. Se utilizan en aplicaciones como vehículos de movilidad personal (e-bikes, e-scooters) y herramientas de jardín más grandes. Es importante tener en cuenta que este tipo de batería requiere una clasificación adecuada de seguridad para su almacenamiento, ya que presenta riesgos potenciales debido a su capacidad.
¿QUÉ TIPO DE BATERÍA DE LITIO TIENE MÁS RIESGO DE INCENDIO?
El mayor riesgo de incendio proviene generalmente de baterías defectuosas. No obstante, las baterías de litio de mayor capacidad y potencia, como las de iones de litio con más de 100 Wh o más de 12 kg de peso bruto, tienen un mayor potencial de riesgo debido a la cantidad de energía que almacenan. Las baterías de metal-litio también son conocidas por tener riesgos elevados, especialmente en caso de fallo o daño, por lo que es crucial contar con medidas de seguridad apropiadas.
¿Cuáles son las ventajas de las baterías de litio?
Peso y tamaño
Gracias a su alta densidad de energía, las baterías de litio pueden ser considerablemente más compactas que las baterías convencionales, manteniendo la misma capacidad de producción de energía.
Durabilidad
Aunque la capacidad de una batería de litio disminuye con el tiempo, se puede esperar una vida útil prolongada hasta 4000 ciclos de carga, dependiendo del modelo y las condiciones de uso.
Eficiencia
El diseño y la funcionalidad de las baterías de iones de litio les otorgan una densidad de energía notablemente mayor, hasta 2,5 veces superior a la de las baterías de níquel-hidruro metálico.
Baja autodescarga
A diferencia de otras tecnologías como las baterías de ácido o níquel-metal, las baterías de iones de litio presentan una tasa de autodescarga inferior al 2% durante un mes en condiciones de temperatura constante.
Recargables
A diferencia de las baterías de litio convencionales, las baterías de iones de litio son recargables, lo que las hace más sostenibles y económicas a largo plazo.
¿DÓNDE SE UTILIZAN LAS BATERÍAS DE LITIO?
PEQUEÑOS ELECTRODOMÉSTICOS
Gracias a su diseño compacto y alta densidad energética, las baterías de iones de litio son perfectas para dispositivos pequeños como smartphones, cámaras y portátiles. También se utilizan para el almacenamiento móvil de energía en powerbanks.
Movilidad eléctrica
El avance continuo en el ámbito de la movilidad eléctrica impulsa el desarrollo y la investigación de acumuladores. Las modernas baterías de iones de litio no solo alimentan coches eléctricos, sino que también se utilizan en bicicletas eléctricas, sillas de ruedas eléctricas y patinetes eléctricos.
Industria
Las baterías de litio están ganando terreno como sistemas de almacenamiento descentralizados en entornos industriales y domésticos. La energía generada a partir de fuentes renovables, como la eólica y la solar, se almacena en estas baterías y se utiliza como soluciones de almacenamiento estacionario a gran escala, promoviendo así un uso sostenible de la energía.
¿Sabías que...?
En la UE, los teléfonos inteligentes consumen aproximadamente 1.300 millones de kilovatios hora de electricidad al año. Este consumo requiere al menos 160 millones de kilogramos de carbón para alimentar las centrales eléctricas de carbón. ¡Una cifra impresionante que resalta la importancia de buscar fuentes de energía más sostenibles!
2. ¿Cuáles son los peligros de las baterías de litio?
Estas baterías, por su diseño y funcionalidad, presentan un elevado riesgo de incendio. Aunque ofrecen ventajas como alta densidad energética, bajo peso y rápida velocidad de carga, estas mismas características incrementan el peligro al concentrar grandes cantidades de energía en espacios reducidos.
Para mitigar estos riesgos, se aplican rigurosos estándares de seguridad y pruebas en su producción. No obstante, una amenaza particularmente relevante es su capacidad de autoinflamación, que puede desencadenar una liberación violenta e incontrolada de la energía acumulada. Esto, a su vez, provoca una reacción en cadena conocida como "fuga térmica" o thermal runaway.
La probabilidad de accidentes con baterías de litio se incrementa proporcionalmente al aumento en la cantidad de baterías y la falta de buenas prácticas de almacenamiento y manipulación. Las principales causas de desestabilización son:
Ambientales
Mecánicas
Sobrecarga eléctrica
Descarga profunda
Diseño y fabricación
Envejecimiento
Manipulación de baterías de litio defectuosas
¿Cómo reconocer una batería de litio defectuosa?
Las baterías de iones de litio defectuosas representan un peligro significativo. Sin embargo, identificarlas puede ser complicado, ya que los defectos internos no siempre son visibles desde el exterior. Aunque un cargador puede detectar ciertos problemas, no se debe confiar en ello al 100%. Los signos externos de una batería defectuosa incluyen la presencia de una película grasosa, una carcasa dañada (indicando daños mecánicos) o una carcasa hinchada (sugiriendo daño térmico).
¿Que hacer con una batería de litio defectuosa?
Si una batería de litio presenta daños externos significativos, debe separarse de inmediato y desecharse de manera segura. Las baterías de iones de litio rotas o que ya no funcionan solo deben almacenarse y transportarse en contenedores y cajas de transporte aprobados. Un contenedor de cuarentena o una caja homologada para baterías defectuosas, disponibles en nuestro catálogo, son opciones adecuadas para su gestión.
¿Qué hacer si se cae una baterías de litio?
Los dispositivos con baterías de litio suelen caer al suelo, lo que puede dañarlos según la altura, la superficie y su calidad. Si una herramienta inalámbrica cae, revise: ¿hay grietas? ¿Funciona bien? ¿El cargador está en buen estado? No repare daños graves con cinta adhesiva; busque un profesional o deséchela correctamente.
¿Cómo se apaga un incendio de baterías de litio?
¿Qué situaciones pueden provocar un incendio en baterías de iones de litio?
Los incendios en las baterías de iones de litio siempre se deben a un cortocircuito interno en una de sus celdas, lo que genera una fuga térmica y una reacción en cadena que afecta a las celdas vecinas. Este cortocircuito puede producirse por distintas razones, como la sobrecarga del cargador, el calentamiento de la batería o la entrada de cuerpos extraños.
¿Se puede detectar una fuga térmica antes de que ocurra?
Sí, se puede anticipar una fuga térmica si la batería de litio empieza a desgasificar o emite humo. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el tiempo en el que la batería humea antes de que ocurra la fuga puede variar bastante y no es posible estimarlo con precisión. Ante cualquier señal de desgasificación o humo, el peligro es inmediato.
¿Es posible apagar una batería de iones de litio en llamas?
Una vez que una célula entra en combustión debido a un cortocircuito interno, no se puede apagar, ya que esto desencadena una reacción en cadena que afecta a las celdas cercanas, calentándolas y provocando que también se incendien. La única medida efectiva es evitar que el fuego se extienda a más celdas, enfriándolas con un agente extintor para interrumpir la reacción en cadena.
¿Qué agentes extintores son adecuados para apagar incendios en baterías de iones de litio?
Para apagar incendios en baterías de litio, el agua puede ser eficaz por su efecto de enfriamiento, pero no siempre es adecuada. En casos como los incendios provocados por baterías de metal de litio, el agua está totalmente desaconsejada. En su lugar, se pueden emplear otros métodos, como los sistemas de extinción con aerosol, que son eficaces para evitar la propagación del fuego. Además, en las salas de almacenamiento de baterías de litio de DENIOS se utilizan soluciones como el relleno de dióxido de silicio (Pyrobubbles®) en las cajas de transporte, que proporcionan aislamiento térmico y eléctrico, reduciendo los daños por incendio. Para incendios en baterías de litio, se requiere un agente extintor tipo D, en polvo o granulado, que debe dispersarse ampliamente para cubrir toda el área afectada. Este agente, al igual que el Pyrobubbles® utilizado por DENIOS, ayuda a limitar la propagación del fuego y a minimizar sus efectos.
¿Es necesario contener el agua de extinción de incendios de batería?
La decisión sobre si es necesario retener el agua de extinción en el área de la batería depende de la autoridad competente, que lo evalúa caso por caso. Si es necesario, DENIOS ofrece soluciones de equipamiento adecuadas, como sistemas de espacios y barreras contra líquidos, para gestionar correctamente la retención del agua.
¿Qué sustancias peligrosas pueden liberar las baterías de litio durante una reacción y qué riesgos implican?
Además de los riesgos de incendio, las baterías de iones de litio pueden liberar sustancias peligrosas, como ácido clorhídrico o ácido fluorhídrico, durante una reacción. Estos compuestos pueden salir en forma de vapor, causando lesiones al contacto con la piel o las vías respiratorias. Si no se cuenta con un sistema adecuado para recoger el agua de extinción, estos ácidos podrían diluirse y filtrarse al suelo, causando daños ecológicos.
¿Dónde se desechan las baterías de iones de litio?
Lo primero y más importante: ¡Las baterías recargables defectuosas y usadas no deben tirarse a la basura doméstica!
Las pilas y acumuladores portátiles de origen doméstico, generados en hogares, oficinas, comercios o servicios similares, deben desecharse en puntos de recogida selectiva, como contenedores urbanos, puntos limpios y establecimientos comerciales.
Las baterías de iones de litio deben desecharse como residuos peligrosos según el ADR (Acuerdo Europeo sobre Transporte Internacional de Mercancías Peligrosas por Carretera). Es esencial clasificar correctamente las baterías de litio antes de su eliminación para garantizar un manejo seguro. Existen tres tipos de clasificación:
Baterías de iones o metal-litio sin daños: Estas baterías están en buen estado, pero ya no son necesarias. Deben embalarse siguiendo la Instrucción de Embalaje P909 del ADR y pueden transportarse junto a otros tipos de baterías. Según su tamaño y potencia, se usan distintos tipos de embalajes, como cajas exteriores robustas para baterías de hasta 100 Wh.
Baterías dañadas o defectuosas: Aquellas que no han superado las pruebas del Manual de Ensayos de la ONU deben embalarse conforme a las Instrucciones de Embalaje P908 y LP904 del ADR, en bidones de acero o plástico, o en cajas de cartón, plástico o metal. Estas baterías deben ser evaluadas por un técnico para determinar el nivel de riesgo.
Baterías en estado crítico: Las que pueden presentar riesgo de incendio o emisión de gases peligrosos deben embalarse según las Instrucciones P911 y LP906 del ADR, y se consideran de categoría de transporte 0. Esto incluye embalajes certificados con resistencia a caídas y otros requisitos para mantener la temperatura de la superficie por debajo de 100 °C.
Independientemente de su clasificación, los terminales de las baterías deben protegerse para evitar cortocircuitos y las embalajes etiquetarse como residuos peligrosos. Las baterías dañadas deben llevar una etiqueta indicando su tipo (ión-litio o metal-litio) y el número ONU correspondiente, además de incluir en la documentación de transporte la declaración "Transporte de acuerdo con la disposición especial 376". Para el lugar específico de descarte, consulta las normativas locales o puntos de recogida indicados para residuos peligrosos o reciclaje de baterías.
"Los fabricantes de baterías deben aceptar sin coste la devolución de baterías usadas de su categoría, mediante sistemas de recogida en colaboración con distribuidores, operadores y gestores de residuos."
Guía de almacenamiento y uso de baterías de litio de BEQUINOR
Ante el creciente uso de baterías de litio en el sector industrial, Bequinor lanza la "Guía de almacenamiento y uso de baterías de litio en zonas de producción y almacenes". Con la colaboración de expertos de DENIOS y otros profesionales, esta guía ofrece un marco esencial para su gestión segura, respondiendo a una necesidad crítica de la industria.
3. ¿Cómo almacenar correctamente las baterías de litio?
Para garantizar la durabilidad y seguridad de las baterías de iones de litio, es esencial un almacenamiento adecuado, tanto en entornos industriales como domésticos. Un almacenamiento correcto no solo prolonga su vida útil, sino que también minimiza riesgos y peligros asociados. En nuestro catálogo, encontrará soluciones óptimas como armarios de almacenamiento y cajas de transporte diseñadas específicamente para baterías de iones de litio. También ofrecemos asesoramiento personalizado.
Medidas generales
| En la empresa: | En casa: |
|---|---|
| Evite dejarlas completamente cargadas o vacías | Almacene las baterías en un lugar seco, libre de humedad y temperaturas extremas, como en un sitio alejado de garajes o cobertizos de herramientas. |
| Asegúrese de que el lugar esté claramente marcado para que los empleados identifiquen fácilmente dónde deben almacenarse. En nuestra gama encontrará armarios y cajas de transporte especializadas. | Revise regularmente el estado de las baterías y deshágase de ellas de forma legal si están dañadas. |
| Realice un chequeo periódico para detectar posibles daños y recargue las baterías al menos cada 12 meses. | Retire las baterías de electrodomésticos y herramientas antes de almacenarlos. |
Soluciones seguras de almacenamiento e carga de baterías de litio
Soluciones especializadas para la manipulación y almacenamiento de baterías de litio
La manipulación de las baterías de litio conlleva peligros. Tanto si quiere almacenar, cargar y transportar de forma segura baterías individuales de menor potencia o grandes cantidades de módulos potentes, como si necesita un entorno para realizar pruebas de esfuerzo: DENIOS ofrece la solución adecuada para todo.
4. ¿cómo se transportan las baterías de litio?
Las baterías de litio se consideran mercancías peligrosas para el transporte y están sujetas a regulaciones estrictas para garantizar la seguridad.
El Acuerdo sobre el Transporte Internacional de Mercancías Peligrosas por Carretera (ADR) establece los criterios para la gestión de las baterías de litio como residuos, incluyendo su clasificación, embalaje, etiquetado y otras directrices para un transporte seguro.
Para garantizar la seguridad durante el transporte, ofrecemos soluciones especializadas como cajas de transporte y relleno PyroBubbles® en nuestra tienda online. Estas soluciones certificadas protegen y aseguran el posicionamiento correcto de las baterías de iones de litio, reduciendo el riesgo de accidentes. Descubre más productos para el transporte seguro de baterías en nuestra tienda.
Soluciones de cuarentena y transporte de baterías de litio
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